[发明专利]不同类型光谱仪的对比方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将不同类型光谱仪之间测量光谱的结果统一起来，使之可以相互对比的方法，尤其涉及一种色散型光谱仪与干涉型光谱仪的对比方法。

技术背景

光谱仪原理主要分为两种：一种是以棱镜和光栅为色散元件的色散型光谱仪，可直接获取目标的光谱。另一种是以迈氏或Sagnac干涉仪为核心的干涉型光谱仪，可直接获取目标的干涉强度分布，需要经过傅氏变换才能获取目标光谱。

色散型光谱仪的光谱分辨率以波长λ表示，基本上是以波长等间隔，这种特征称为“等波长分辨率”，干涉型光谱仪的光谱分辨率则以波数σ表示，是以波数等间隔，称之为“等波数分辨率”。波数换算成波长时，其分辨率总是短波高，长波低，变成不等间隔。所以，色散型光谱仪、干涉型光谱仪这两类不同原理的仪器获取的光谱无法直接核对比较。

特殊用途的光谱仪及成像光谱仪，特别是用于航天遥感的干涉型成像光谱仪，生产后期都要进行校核与标定。便携式具有较高光谱分辨率(～2nm)的宽谱段，主要是光栅色散型光谱仪，如ASD公司的便携式光谱辐射度计(FieldSpec@pro)。采用不同类型的光谱仪进行校核与标定，即直接把色散型光谱仪和干涉型光谱仪获得的光谱进行比对，由于差异较大，不但无法进行定量的核对，就连定性的比对都很困难。若采用同类型的光谱仪进行校核与标定，则需要一套专用的精度更高的同类型校核与标定设备，成本高，且设计、制作难度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不同类型光谱仪的对比方法，其解决了技术背景中用不同类型的光谱仪进行校核与标定，定性比对困难，无法进行定量的核对；用同类型的光谱仪进行校核与标定，成本高，且设计、制作难度大的技术问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种不同类型光谱仪的对比方法，该方法包括以下实现步骤：

(1.1)从等波长光谱分辨率光谱仪数据获取最短波长处的光谱分辨率δσ₀，从等波数分辨率光谱仪数据获取干涉数据的最大光程差Δ_max；

(1.2)进行傅氏变换：对等波长光谱分辨率光谱仪数据依次进行傅立叶变换，获得等波长光谱分辨率光谱仪的数据处理的中间结果即干涉图；

(1.3)选取切趾参数：将最大光程差Δ_max作为等波长光谱分辨率光谱仪数据傅立叶变换后干涉图的切趾函数参数；

(1.4)进行矩形切趾：在等波长光谱分辨率光谱仪数据傅立叶变换得到的干涉图上点乘宽度为Δ_max的矩形切趾函数；

(1.5)进行傅立叶反变换：对经矩形切趾的干涉图进行傅立叶反变换，得到等波长光谱分辨率光谱仪光谱数据的修正光谱图；

(1.6)进行对比：在重叠谱段范围内，对等波长光谱分辨率光谱仪的修正光谱图与待比对的等波数光谱分辨率光谱仪的光谱图进行谱强度、谱线位置、光谱分辨率等主要参数的对比。

以上所述待比对的等波长光谱分辨率光谱仪在短波段的光谱分辨率δσ₀以满足δσ0≤12Δmax]]>为宜。

以上所述待比对的等波长光谱分辨率光谱仪傅立叶变换后进行切趾的函数为矩形函数，该矩形函数的参数以采用待比对的等波数光谱分辨率光谱仪的最大光程差为佳。

以上所述待比对的等波长光谱分辨率光谱仪可以是色散型光谱仪、光楔滤光片型光谱仪或声光调制型光谱仪，也可以是色散型成像光谱仪、光楔滤光片型成像光谱仪或声光调制型成像光谱仪；所述待比对的等波数光谱分辨率光谱仪可以是干涉型光谱仪或干涉型成像光谱仪。

以上所述的色散型光谱仪可以是棱镜分光方式或光栅分光方式的色散型光谱仪，所述的色散型成像光谱仪可以是棱镜分光方式或光栅分光方式的色散型成像光谱仪。

本发明具有下列优点：

1.采用本发明方法处理后，不同类型光谱仪得到的两张光谱图具有相同的光谱分辨率，可对光谱强度、谱线位置等特征作出定量化比对结果。